支持多核的嵌入式操作系统关键技术研究

以分析当前支持多核的操作系统需实现的关键技术为基础,从多核操作系统的引导和初始化、多核操作系统任务管理、多核中断、核间通信以及核间同步与互斥等方面具体分析、研究支持多核的嵌入式操作系统的实现机制,提出了一种多核领域操作系统关键技术的解决思路.     

一种高可靠的星载多核DSP加载方式及实现

为了应对遥感卫星复杂的智能处理应用需求,单核的数字信号处理器已无法满足实时性要求,而多核DSP处理性能更高,可以满足卫星应用需求。提出了一种多核DSP加载的高可靠方法,利用FPGA对存放的Nor Flash中程序进行纠错回写,应对空间单粒子翻转影响,可以保障卫星可靠运行,方法新颖、可靠。TMS320C6678是基于KeyStone结构的高性能多核浮点DSP,详细介绍了TMS320C6678的加载模式和流程,并提出基于EMIF16的Nor Flash高可靠异构加载方式,以及程序Bootloader。经测试验证,TMS320C6678能够稳定可靠运行。该方法支持在轨可重构,适应目前快速发展的星上智能处理发展趋势。     

小卫星/小运载可重构多核计算机设计

通过共用小卫星与小运载的电子系统,能够降低卫星发射成本、实现卫星与运载的快速集成及测试、减少卫星的发射与入轨时间,从而达到快速响应自然灾害等突发事件的目的。传统航天器电子系统难以兼顾运载段任务的高实时性和在轨段任务的高可靠性要求,因此本文将多核处理器技术、可重构技术和航天器电子系统设计相结合,提出了基于可重构技术的小卫星/小运载多核计算机设计方案。该设计方案分为运载和在轨两种工作模式,通过现场可编程门阵列(FPGA)的快速重构来实现计算机两种工作模式的快速切换。其中运载模式将FPGA配置成并行构架的三核处理器,通过3个处理器并行计算来提升计算机的处理能力;在轨模式将FPGA配置成冗余构架的三核处理器,通过3个处理器互为冗余备份来提升计算机的长期可靠性。经过基于Markov过程理论的系统可靠性分析,表明系统在轨段的长期可靠性得到显著提升。同时经过地面半物理仿真系统仿真测试,运载段的控制周期可以达到10ms,满足运载段任务的实时性要求。     

基于PF_RING的多核视频流高性能传输模型

在视频流高性能传输任务中,视频流量的传输问题已成为一个研究的热点。为此,提出了一种基于PF_RING技术的模型。通过使用PF_RING+TNAPI技术,并结合内存路由表、多核、多队列多线程等相关技术确保视频流的高性能传输。同时为了保证不同网域间共享视频数据的安全传输,提出了一种面向视频控制信令双向物理通道、视频流单向物理通道的视频传输模型。实验结果表明:所提方法在有效吞吐量、CPU使用率和平均误码率方面均取得了10%以上的提升。因此,所提方法通过采用PF_RING+TNAPI技术,同时结合视频传输模型,确保了共享视频数据传输的安全性和高效性。      

一种多核实时图像处理模块设计与实现

实时图像处理能力是嵌入式系统中影响系统性能的核心因素.为充分挖掘多核DSP性能,从计算机系统结构的角度出发,开展对多核DSP实时图像处理体系结构的研究,设计了一种基于TMS320 C6678的实时图像处理模块.采用FPGA进行实时图像的采集和缓存,利用四线RapidIO高速接口完成FPGA与DSP之间的数据传输,并设计了四级图像缓冲流水处理结构,实现了图像采集、缓存、处理和发送的并行进行.设计了一套基于数据块共享的实时图像处理多核协同处理机制,可以充分利用C6678八个核的优势,实现对图像的实时处理.     

基于正则化多核判别分析的航空发动机滚动轴承早期故障融合诊断方法

针对基于机匣测点信号的航空发动机滚动轴承早期故障诊断问题,提出了一种基于正则化多核判别分析的融合诊断方法.该方法首先提取多种类型的滚动轴承故障特征;然后采用相同的一组核参数为不同类型的特征分别构造一组核矩阵,并将所有核矩阵组合在一起;最后通过求解一个半无限线性规划得到该组核矩阵关于正则化核判别分析的目标函数的最优线性组合系数,进一步采用该系数计算所有核矩阵的线性组合,从而实现多种类型特征信息的融合.实验结果表明:该方法诊断正确率与采用单一类型特征诊断的最高正确率相比提高了9.25%,同时可以避免核矩阵需要人工选择的问题,从而进一步提高了故障诊断的自动化水平.      

多核处理器平台上使用OpenMP编译指令优化n皇后算法

简要介绍了OpenMP多线程编程模型,对n皇后算法进行了改进并在多核处理器平台上使用OpenMP编译指令进行优化。优化后的算法运行速度有了显著提高。     

多核操作系统自旋锁技术研究

多核操作系统通常采用自旋锁技术保证多核之间互斥.处理器核属于硬件设备,需要硬件锁机制实现核间互斥,各类处理器都提供相应的硬件指令实现自旋锁,如锁总线.处理器核在获取自旋不成功时,一直自旋,直到获取锁成功.自旋锁持有时间非常短,不引起睡眠,效率很高.     

SMP2仿真引擎的多核并行化

仿真模型可移植性规范2（SMP2）是由欧洲航天局制定并得到广泛应用的仿真模型开发与集     

基于支持向量回归与多核集成的红外成像导引头抗干扰性能评估方法

面对着日益复杂的对抗环境,红外成像导引头的抗干扰性能需要不断提高。如何全面、客观、准确地对红外成像导引头的抗干扰性能进行评估,是一项急需解决的难题。针对传统基于支持向量机的评估方法中单核学习能力的不足,提出了一种基于支持向量回归与多核集成的评估方法,该方法在抗干扰评估指标体系下得到了综合的抗干扰性能值,为红外成像导引头抗干扰性能评估提供了新的思路。该方法能够训练多个支持向量回归机并融合多个核函数的优势,充分利用了特征的多样性,进一步降低了回归误差。实验结果表明:该算法能够实现高效可靠的红外成像导引头抗干扰性能评估。